CN116532616A - 一种锁环铸造用模具及锁环铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锁环铸造用模具及锁环铸造方法。本发明包括底模；顶模，顶模设于底模上侧；以及侧模，侧模设于底模与顶模的周侧，并与底模、顶模之间形成双锁环的成型腔，双锁环包括一体成型的上下两个锁环；其中，底模上端中心处并在位于成型腔内设有分流锥；顶模设有与分流锥定位配合的中心冒口以及与中心冒口连通的中心排气口，顶模底端还设有底部排气口；侧模的一侧设有位于成型腔侧端的暗冒、与暗冒连通的过滤通道以及与暗冒连通的上端排气口。本发明通过采用单面双腔的水雾冷却铸造方式来铸造锁环，提高了锁环的质量，且其工艺稳定性、生产效率搞，降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及轮毂制造技术领域，尤其是指一种锁环铸造用模具及锁环铸造方法。
背景技术
目前生产铝合金汽车轮毂的工艺是采用A356铝熔炼后，通过传统的低压或重力铸造技术制造铸件，再经过切冒口、切中心、热处理、车加工和涂装等步骤来完成，并采用锻铝T6061，通过数控铣、车加工、涂装等方式来完成锁环的制造。由于锁环的性能要求高，锁环的原料采用锻铝T6061，其价格比普通的铝合金要贵2倍以上，而且二铣加工的单件加工时间长、效率低且综合生产成本较高，市场竞争力较弱。
发明内容
为此，本发明提供一种锁环铸造用模具及锁环铸造方法，通过采用单面双腔的水雾冷却铸造方式来铸造锁环，提高了锁环的质量，且其工艺稳定性、生产效率搞，降低了制造成本。
为解决上述技术问题，本发明提供一种锁环铸造用模具，包括：
底模；
顶模，所述顶模设于所述底模上侧；以及
侧模，所述侧模设于所述底模与顶模的周侧，并与所述底模、顶模之间形成双锁环的成型腔，所述双锁环包括一体成型的上下两个锁环，包括锁环A和锁环B，所述锁环A和锁环B均包括锁片台阶和锁孔，所述锁环B还包括定位轮唇；
其中，所述底模上端中心处并在位于所述成型腔内设有分流锥；
所述顶模设有与所述分流锥定位配合的中心冒口以及与所述中心冒口连通的中心排气口，所述顶模底端还设有底部排气口；
所述侧模的一侧设有位于所述成型腔侧端的暗冒、与所述暗冒连通的过滤通道以及与所述暗冒连通的上端排气口。
在本发明的一种实施方式中，所述顶模设有多个顶模冒口冷却点和顶模入水口冷却点，所述底模设有小圈冷却结构、中心冷却结构以及多个底模入水口冷却点和底模圆角冷却点，所述侧模设有侧模入水口冷却点。
在本发明的一种实施方式中，所述底部排气口呈圆周方向均匀分布，所述底部排气口底端通过过盈配合的方式连接有蜂窝通气粒。
在本发明的一种实施方式中，所述中心排气口的直径在10-45mm。
在本发明的一种实施方式中，还包括呈漏斗型状且与所述过滤通道相连的入口段，所述入口段的上端凸出于所述侧模的上端面，所述过滤通道呈直桶型，所述过滤段内设有呈直桶型的过滤网。
在本发明的一种实施方式中，所述过滤网为经加温去胶的16-20目纤维网，所述过滤网整体直径在30-50mm。
在本发明的一种实施方式中，所述成型腔包括设于所述顶模和侧模之间且位于双锁环顶部上方的帽口补缩通道，所述帽口补缩通道截面的宽度比锁环截面的宽度大1.7-2.5倍，所述帽口补缩通道截面的高度比锁环截面的高度大3-5倍。
本发明还提供一种锁环铸造方法，所述方法包括：
S1、将铝合金在680-720℃下熔化后得到铝液，在铝液中通入氩气除气后使得铝液密度不小于2.58g/cm3；
S2、使用机械手控制浇瓢取汤，先探测浇瓢底部的铝液液面高度，再通过机械手推移，将铝液液面上的氧化皮推至取汤远端，然后进行取汤操作；
S3、按预制路径使用机械手将浇瓢内的铝液倾倒至入口段，倾倒完成后，通过机械手将浇瓢翻转180度，再使用机械手将浇瓢外侧壁上残留的铝皮倾倒；
S4、铝液依次通过过滤网、暗帽口后进入成型腔，进行凝固，并通过中心冷却结构、小圈冷却结构、底模入水口冷却点、上模入水口冷却点、侧模入水口冷却点、顶模冒口冷却点、顶模入水口冷却点、底模圆角冷却点进行水雾冷却，整个冷却周期:200-300s；
S5、待冷却后，在所述成型腔内得到双锁环，将双锁环进行切割后得到锁环A和锁环B，所述锁环A和锁环B各自的中间连接辐板均布设有4-8组，每组中间连接辐板的厚度在6-12mm，宽度在15-50mm。
在本发明的一种实施方式中，所述氩气的纯度≥99.99%，除气装置的陶瓷材质转子连续不间断式，转数设定范围：520±25 rpm /min，压力设置0.25-0.45MPa，流量：2.5±0.5cm3/h。
在本发明的一种实施方式中，所述双锁环包括上下两层，通过中心冷却结构、小圈冷却结构、底模入水口冷却点、上模入水口冷却点、侧模入水口冷却点、顶模冒口冷却点、顶模入水口冷却点、底模圆角冷却点对上下两层锁环的正面采用水雾冷却。
在本发明的一种实施方式中，所述铝合金选用AlSi7Mg铝合金。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种锁环铸造用模具及锁环铸造方法，通过在模具内设置上下双层的锁环腔，并在模具上设置多处冷却孔位，能够方便调节模具温度场，通过采用单面双腔的水雾冷却铸造方式来铸造锁环，提高了锁环的质量，且其工艺稳定性、生产效率搞，降低了制造成本。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的锁环铸造用模具结构示意图。
图2是双锁环的结构示意图。
图3是锁环单元的结构示意图。
说明书附图标记说明：
100、锁环A；110、锁环B；120、定位轮唇；130、中间连接辐板；140、切割台；150、定位孔；
1、底模；11、分流锥；12、小圈冷却结构；13、中心冷却结构；14、底模入水口冷却点；15、底模圆角冷却点；
2、顶模；21、底部排气口；211、蜂窝通气粒；22、中心冒口；23、中心排气口；24、顶模冒口冷却点；25、顶模入水口冷却点；
3、侧模；31、暗冒；322、过滤通道；323、入口段；324、过滤网；33、上端排气口；34、侧模入水口冷却点；
4、成型腔；41、帽口补缩通道。
实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
实施例
参照图1至图3所示，一种锁环铸造用模具，包括：
底模1；
顶模2，所述顶模2设于所述底模1上侧；以及
侧模3，所述侧模3设于所述底模1与顶模2的周侧，并与所述底模1、顶模2之间形成双锁环的成型腔4，所述双锁环包括一体成型的上下两个锁环，包括锁环A100和锁环B110，所述锁环A100和锁环B110均包括锁片台阶和锁孔，所述锁环B110还包括定位轮唇120；
其中，所述底模1上端中心处并在位于所述成型腔4内设有分流锥11；
所述顶模2设有与所述分流锥11定位配合的中心冒口22以及与所述中心冒口22连通的中心排气口23，所述顶模2底端还设有底部排气口21；
所述侧模3的一侧设有位于所述成型腔4侧端的暗冒31、与所述暗冒31连通的过滤通道322以及与所述暗冒31连通的上端排气口33。
具体地，所述顶模2设有多个顶模冒口冷却点24和顶模入水口冷却点25，所述底模1设有小圈冷却结构12、中心冷却结构13以及多个底模入水口冷却点14和底模圆角冷却点15，所述侧模3设有侧模入水口冷却点34。
具体地，双锁环还设有用于分流锥11的定位孔150和切割台140。
通过在模具上设置多处冷却孔位，能够方便调节模具温度场。
具体地，所述底部排气口21呈圆周方向均匀分布，所述底部排气口21底端通过过盈配合的方式连接有蜂窝通气粒211。
具体地，所述中心排气口23的直径在10-45mm。
具体地，还包括呈漏斗型状且与所述过滤通道322相连的入口段323，所述入口段323的上端凸出于所述侧模3的上端面，所述过滤通道322呈直桶型，所述过滤段内设有呈直桶型的过滤网324。
具体地，所述过滤网324为经加温去胶的16-20目纤维网，所述过滤网324整体直径在30-50mm。
具体地，所述成型腔4包括设于所述顶模2和侧模3之间且位于双锁环顶部上方的帽口补缩通道41，所述帽口补缩通道41截面的宽度（图2中a1）比锁环截面的宽度（图2中a2）的大1.7-2.5倍，所述帽口补缩通道41截面的高度（图2中b1）比锁环截面的高度（图2中b2）大3-5倍。
实施例
一种锁环铸造方法，利用权利实施例1中所述的锁环铸造用模具，所述方法包括：
S1、将铝合金在680-720℃下熔化后得到铝液，在铝液中通入氩气除气后使得铝液密度不小于2.58g/cm3；
S2、使用机械手控制浇瓢取汤，先探测浇瓢底部的铝液液面高度，再通过机械手推移，将铝液液面上的氧化皮推至取汤远端，然后进行取汤操作；
S3、按预制路径使用机械手将浇瓢内的铝液倾倒至入口段323，倾倒完成后，通过机械手将浇瓢翻转180度，再使用机械手将浇瓢外侧壁上残留的铝皮倾倒；
通过机械手前端设立联动浇勺，按预设定路径进行取汤液面检测，推氧化浮渣，取汤，浇注，返回倾倒，取水口保温等待；
S4、铝液依次通过过滤网324、暗帽口后进入成型腔4，进行凝固，并通过中心冷却结构13、小圈冷却结构12、底模入水口冷却点14、上模入水口冷却点、侧模入水口冷却点34、顶模冒口冷却点24、顶模入水口冷却点25、底模圆角冷却点15进行水雾冷却，整个冷却周期:200-300s；
S5、待冷却后，在所述成型腔4内得到双锁环，将双锁环进行切割后得到锁环A100和锁环B110，所述锁环A100和锁环B110各自的中间连接辐板130均布设有4-8组，每组中间连接辐板130的厚度在6-12mm（图2中c），宽度在15-50mm。
所述双锁环包括上下两层，通过中心冷却结构13、小圈冷却结构12、底模入水口冷却点14、上模入水口冷却点、侧模入水口冷却点34、顶模冒口冷却点24、顶模入水口冷却点25、底模圆角冷却点15对上下两层锁环的正面采用水雾冷却，通过在各个冷却点或者冷却结构上设置冷却管道及水雾喷头进行冷却。
其中，所述氩气的纯度≥99.99%，除气装置的陶瓷材质转子连续不间断式，转数设定范围：520±25 rpm /min，压力设置0.25-0.45MPa，流量：2.5±0.5cm3/h。
其中，所述铝合金选用AlSi7Mg铝合金，关键金属化学成分元素按重量份计：Al≥92；si：6.8～7.1；Mg：0.28～0.31；Sr：0.012～0.018； Fe≤0.12；Ca＜0.003。
本发明通过在模具内设置上下双层的锁环腔，并在模具上设置多处冷却孔位，能够方便调节模具温度场，通过采用单面双腔的水雾冷却铸造方式来铸造锁环，提高了锁环的质量，且其工艺稳定性、生产效率搞，降低了制造成本。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种锁环铸造用模具，其特征在于，包括：
底模（1）；
顶模（2），所述顶模（2）设于所述底模（1）上侧；以及
侧模（3），所述侧模（3）设于所述底模（1）与顶模（2）的周侧，并与所述底模（1）、顶模（2）之间形成双锁环的成型腔（4），所述双锁环包括一体成型的上下两个锁环，包括锁环A（100）和锁环B（110），所述锁环A（100）和锁环B（110）均包括锁片台阶和锁孔，所述锁环B（110）还包括定位轮唇（120）；
其中，所述底模（1）上端中心处并在位于所述成型腔（4）内设有分流锥（11）；
所述顶模（2）设有与所述分流锥（11）定位配合的中心冒口（22）以及与所述中心冒口（22）连通的中心排气口（23），所述顶模（2）底端还设有底部排气口（21）；
所述侧模（3）的一侧设有位于所述成型腔（4）侧端的暗冒（31）、与所述暗冒（31）连通的过滤通道（322）以及与所述暗冒（31）连通的上端排气口（33）。
2.根据权利要求1所述的一种锁环铸造用模具，其特征在于，所述顶模（2）设有多个顶模冒口冷却点（24）和顶模入水口冷却点（25），所述底模（1）设有小圈冷却结构（12）、中心冷却结构（13）以及多个底模入水口冷却点（14）和底模圆角冷却点（15），所述侧模（3）设有侧模入水口冷却点（34）。
3.根据权利要求1所述的一种锁环铸造用模具，其特征在于，所述底部排气口（21）呈圆周方向均匀分布，所述底部排气口（21）底端通过过盈配合的方式连接有蜂窝通气粒（211）。
4.根据权利要求1所述的一种锁环铸造用模具，其特征在于，所述中心排气口（23）的直径在10-45mm。
5.根据权利要求1所述的一种锁环铸造用模具，其特征在于，还包括呈漏斗型状且与所述过滤通道（322）相连的入口段（323），所述入口段（323）的上端凸出于所述侧模（3）的上端面，所述过滤通道（322）呈直桶型，所述过滤段内设有呈直桶型的过滤网（324）。
6.根据权利要求1所述的一种锁环铸造用模具，其特征在于，所述过滤网（324）为经加温去胶的16-20目纤维网，所述过滤网（324）整体直径在30-50mm。
7.根据权利要求1所述的一种锁环铸造用模具，其特征在于，所述成型腔（4）包括设于所述顶模（2）和侧模（3）之间且位于双锁环顶部上方的帽口补缩通道（41），所述帽口补缩通道（41）截面的宽度比锁环截面的宽度大1.7-2.5倍，所述帽口补缩通道（41）截面的高度比锁环截面的高度大3-5倍。
8.根据权利要求1所述的一种锁环铸造方法，其特征在于，利用权利要求1-8任一项所述的锁环铸造用模具，所述方法包括：
S1、将铝合金在680-720℃下熔化后得到铝液，在铝液中通入氩气除气后使得铝液密度不小于2.58g/cm3；
S2、使用机械手控制浇瓢取汤，先探测浇瓢底部的铝液液面高度，再通过机械手推移，将铝液液面上的氧化皮推至取汤远端，然后进行取汤操作；
S3、按预制路径使用机械手将浇瓢内的铝液倾倒至入口段（323），倾倒完成后，通过机械手将浇瓢翻转180度，再使用机械手将浇瓢外侧壁上残留的铝皮倾倒；
S4、铝液依次通过过滤网（324）、暗帽口后进入成型腔（4），进行凝固，并通过中心冷却结构（13）、小圈冷却结构（12）、底模入水口冷却点（14）、上模入水口冷却点、侧模入水口冷却点（34）、顶模冒口冷却点（24）、顶模入水口冷却点（25）、底模圆角冷却点（15）进行水雾冷却，整个冷却周期:200-300s；
S5、待冷却后，在所述成型腔（4）内得到双锁环，将双锁环进行切割后得到锁环A（100）和锁环B（110），所述锁环A（100）和锁环B（110）各自的中间连接辐板（130）均布设有4-8组，每组中间连接辐板（130）的厚度在6-12mm，宽度在15-50mm。
9.如权利要求8所述的锁环铸造方法，其特征在于，所述氩气的纯度≥99.99%，除气装置的陶瓷材质转子连续不间断式，转数设定范围：520±25 rpm /min，压力设置0.25-0.45MPa，流量：2.5±0.5cm3/h。
10.如权利要求8所述的锁环铸造方法，其特征在于，所述双锁环包括上下两层，通过中心冷却结构（13）、小圈冷却结构（12）、底模入水口冷却点（14）、上模入水口冷却点、侧模入水口冷却点（34）、顶模冒口冷却点（24）、顶模入水口冷却点（25）、底模圆角冷却点（15）对上下两层锁环的正面采用水雾冷却。
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